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infotek 2023-01-30 08:54

《OptiBPM入门教程》

随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 U_Ptqqt%  
q~o<*W   
OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 tw/dD +  
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通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 k%#EEMh  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 f~R(D0@  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 F~W6Bp^W  
fU}ub2_in  
《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 &wawr2)}  
P3=G1=47U  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 Iyn(?w  
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目 录
d&Zpkbh"  
1 入门指南 4 lfgq=8d  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 gZXi]m&  
1.2 OptiBPM简介 5 8kIksy  
1.3 光波导介绍 8 GL}]y -f  
1.4 快速入门 8 3;9^  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 O 8r|8]o  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ^uc=f2=>,  
2.2 定义布局设置 29 eM6<%?b  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 SKN`2hD  
2.4 插入input plane 35 ^z*t%<@[Q  
2.5 运行模拟 39 Dx?,=~W9  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 n( yn<  
3 创建一个单弯曲器件 44 Nh|uO?&C6  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 &6!)jIWJ  
3.2 定义布局设置 45 CK@@HSm}l  
3.3 创建一个弧形波导 46 g:@#@1rB6  
3.4 插入入射面 49 (5YM?QAd  
3.5 选择输出数据文件 53 sl l\g  
3.6 运行模拟 54 h;"4+uw  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Sz`,X0a  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 |HQW0  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 2F.;;Ab  
4.2 定义布局设置 61 T7%S #0,p  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Wn2NMXK  
4.4 插入输入面 62 q54]1TQ  
4.5 运行模拟 63 _TZRVa_  
4.6 预览最大值 65 .`eN8Dl1  
4.7 绘制波导 69 \}b%E'+_T  
4.8 指定输出波导的路径 69 dZ@63a>>@  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 iYoMO["X  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Zu[su>\  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 </z Eg3F\  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 \M^bD4';>  
5.1 定义波导材料 75 03Ycf'W  
5.2 定义布局设置 76 g3y~bf  
5.3 创建波导 76 TD0 B%  
5.4 修改输入平面 77 9Y9GwL]T  
5.5 指定波导的路径 78 C1)!f j=  
5.6 运行模拟 79 Bwxd&;E  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 6bC3O4Rw  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 SqpaFWr  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ZY+qA  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 b4kgFA  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 XRi8Gpg  
6.2 定义布局结构 89 ,f>k%_U}  
6.3 绘制并定位波导 91 g) jYFfGfH  
6.4 生成布局脚本 95 Xx:"4l.w.  
6.5 插入和编辑输入面 97 #X1ND  
6.6 运行模拟 98 0GeTS Fj  
6.7 修改布局脚本 100 3]S$ih&A  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 )y$(AJx$  
7 应用预定义扩散过程 104 h:|qC`}  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Fx.=#bVX7  
7.2 定义布局设置 106 " H\k`.j  
7.3 设计波导 107 4tBYR9|  
7.4 设置模拟参数 108 kffcm/  
7.5 运行模拟 110 e\L8oOk#r  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 f-Z/t fC  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 YaqJ,"GlT  
7.8 添加一个新的轮廓 111 |CyE5i0  
7.9 创建上方的线性波导 112 sPIn|d  
8 各向异性BPM 115 a:w#s}bL  
8.1 定义材料 116 @o`AmC . 8  
8.2 创建轮廓 117 =Xr.'(U  
8.3 定义布局设置 118 NgPk&niM  
8.4 创建线性波导 120 ?Ir:g=RP*  
8.5 设置模拟参数 121 |+9&rAg  
8.6 预览介电常数分量 122 i/Zd8+.n$  
8.7 创建输入面 123 j8sH|{H!Nq  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ckCE1e>s  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 FYQS)s  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 WpvhTX  
9.2 定义布局设置 130 M_DwUS 1?  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 +ZP7{%  
9.4 编辑输入平面 132 "w<#^d_6  
9.5 设置模拟参数 134 W"{N Bi  
9.6 运行模拟 135 BI@[\aRLQ  
10 电光调制器 138 CrTw@AW9)  
10.1 定义电解质材料 139 $XH^~i;  
10.2 定义电极材料 140 %xLh Z\  
10.3 定义轮廓 141 ~k5W@`"W  
10.4 绘制波导 144 $6IJ P\  
10.5 绘制电极 147 [$UI8tV  
10.6 静电模拟 149 hhvyf^o   
10.7 电光模拟 151 JBZ@'8eqi]  
11 折射率(RI)扫描 155 s eJ^s@H5l  
11.1 定义材料和通道 155 m1AJ{cs  
11.2 定义布局设置 157 I> $&-i  
11.3 绘制线性波导 160 aN3;`~{9  
11.4 插入输入面 160 Aos+dP5h,8  
11.5 创建脚本 161 owv[M6lbD  
11.6 运行模拟 163 B9S@(/"7  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 "m>81-0  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 *LY8D<:zs  
12.1 定义材料 165 ,a? o aPH  
12.2 创建参考轮廓 166 )+Pus~w  
12.3 定义布局设置 166 ~g t@P  
12.4 用户自定义轮廓 167 '|=;^Z7.K  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 G3v5KmT  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 X@FN|Rdh  
13.1 定义材料 173 [2cD:JL  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ,/unhfs1q  
13.3 定义晶圆 174 a8Wwq?@  
13.4 创建器件 175 f*8DCh!r"  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 % & bY]w  
13.6 定义电极区域 178 <gBA1oRz  
后继 BJ(M2|VH  
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